(57)【要約】      （修正有）【課題】被削物の形状が極薄、極細である場合の切削加工、それに伴うオイルミストの供給等を適切に行い得るようにした回転工具を簡易な構造を通じて提供する。【解決手段】先端に切削部１１を有する刃具１の基端側に、当該刃具１とともに回転し、先端側から基端側に空気を吸い揚げて円周方向に吐き出す遠心翼４を設けたので、刃具１の回転とともに周囲および周辺環境へ空気の流動性をもたらし、切削加工で排出される切削粉を加工と同時進行で吸い揚げて除去することができる。よって、切削粉の継続した除去が可能になり、脆弱な被削物に空気や切削液等の外的圧力を作用させることなく加工が行え、凹欠形状の形成時における切削粉の除去も適切に行うことができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に切削部を有する刃具の基端側に、当該刃具とともに回転し、先端側から基端側に空気を吸い揚げて円周方向に吐き出す遠心翼を設けたことを特徴とする回転工具。
【請求項２】
遠心翼を、流路を露出させた状態で設けている請求項１記載の回転工具。
【請求項３】
刃具の基端側がノズル状の細径柱状部を介して拡径した主柱状部に支持されているものにおいて、前記遠心翼を前記細径柱状部と前記主柱状部との入隅部にリブ状に設けている請求項２記載の回転工具。
【請求項４】
刃具の基端側が保持具に着脱可能に取り付けられるものにおいて、遠心翼を前記保持具に設けている請求項１〜３何れかに記載の回転工具。
【請求項５】
請求項１〜４何れかに記載の回転工具をケース内に配置した回転主軸に取り付けるとともに、回転工具の周囲をミスト雰囲気とするミスト発生手段を前記ケース内に設けてなることを特徴とする工作機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に被削物の形状が極薄、極細である場合の切削加工を適切に行い得るようにした回転工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
切削加工において、被作物に対し単に刃具を回転させて接触させるだけの従来工法では、切削で発生する切削粉が刃具の周囲に堆積するため、継続した切削粉の排出が困難に陥る場合が多かった。
【０００３】
このような切削粉を除去する手立てとして、特許文献１には、切削加工後に主軸にノズルを取り付け、オイルホルダによりノズルの先端からエアを噴射して被削物の穴内の切削粉をエアブローしたり（図８）、工作機械の主軸スピンドルの先端に噴射ノズルを装着して工具交換時に機械主軸エアブロー用のエアを用いて噴射ノズルからエアを噴射して被削物の穴内の切削粉をエアブローしたり（図９）、オペレータがエアガンを用いて被削物の穴内の切削粉をエアブローする（図１０）等の手法が示されている。
【０００４】
また、同文献に係る発明として、エアブロー発生装置の装置本体内にファン及びノズルを備えた気流発生室を設け、切削加工後にこのエアブロー発生装置を回転主軸に取り付けることで、外気をファンにより取り込み、ノズルの先端から被削物に向けてエアを噴射してエアブローする手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２０５５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これらは何れも、被削物に対してエアを吹き付けるものであるため、例えば被削物の形状が極薄、極細である場合には、外的圧力が作用することで被削物が損傷する可能性がある。
【０００７】
また、これらは加工によって発生した切削粉を加工完了後に除去する手法を開示しているだけで、切削中に切削粉を除去するものではないため、切削中に発生する切削粉が刃具の周囲に堆積した場合に加工が困難になる場合がある。
【０００８】
一方、加工中に切削粉を除去するために別途に噴射ノズルを設けてエアにより切削粉をエアブローすることも考えられるが、部品点数の増大や装置構成の複雑化を招く上に、叙述のように被削物の形状が極薄、極細である場合に、外的圧力が作用することで被削物が損傷する可能性がある点において変わりはなく、切削粉も周囲に無秩序に飛散し易い。また、凹欠形状の溝等を形成する場合には、切削粉が除去され難い場合もある。
【０００９】
更に、近時においては、切削加工時に環境に配慮して必要最小限の水やオイル等の切削液をミスト状にして刃具や被削部に噴霧、供給することも行われているが、刃具の進行方向により被削面に無散布状態の陰が生じて全体に行き渡らない不具合があり、また刃具の周囲に発生する気流によってミストが刃具に適切に届かない可能性もある。
【００１０】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、特に被削物の形状が極薄、極細である場合の切削加工、それに伴うオイルミストの供給等を適切に行い得るようにした回転工具を簡易な構造を通じて提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【００１２】
すなわち、本発明の回転工具は、先端に切削部を有する刃具の基端側に、当該刃具とともに回転し、先端側から基端側に空気を吸い揚げて円周方向に吐き出す遠心翼を設けたことを特徴とする。
【００１３】
このように構成すると、刃具の回転とともに周囲および周辺環境へ空気の流動性をもたらし、切削加工で排出される切削粉を加工中に吸い揚げて除去するので、被削物からの切削粉の継続した除去が可能となる上に、脆弱な被削物に外的圧力を作用させることなく加工が行え、凹欠形状の形成時における切削粉の除去も適切に行うことができる。また、切削粉が無秩序に飛散することもないため、加工雰囲気を極力適正な状態に保つことができる。
【００１４】
加工容易で工具の信頼性を高めるためには、遠心翼を、流路を露出させた状態で設けていることが望ましい。
【００１５】
刃具の基端側がノズル状の細径柱状部を介して拡径した主柱状部に支持されている場合には、前記遠心翼を前記細径柱状部と前記主柱状部との入隅部にリブ状に設けておくことが有効である。
【００１６】
種々の刃具において同様の作用効果を得るためには、刃具の基端側が保持具に着脱可能に取り付けられる構造において、遠心翼を前記保持具に設けていることが望ましい。
【００１７】
切削液をミスト状にして適切に供給するためには、上記の回転工具をケース内に配置した回転主軸に取り付けるとともに、回転工具の周囲をミスト雰囲気とするミスト発生手段を前記ケース内に設けて工作機を構成することが有効となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、以上説明したように、遠心翼を新たに採用して刃具や被削物の周囲に負圧を発生させ、これにより切削粉やミストの吸い揚げ作用を営ませるようにしたので、特に被削物の形状が極薄、極細である場合の切削加工、それに伴うオイルミストの供給等を適切に行い得る回転工具を簡易な構造を通じて有効に提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る回転工具の正面図。
【図２】同部分縦断面図。
【図３】同底面図。
【図４】同底面側斜視図。
【図５】同回転工具の使用例を示す図。
【図６】同回転工具の他の使用例を示す図。
【図７】本発明の変形例を示す図。
【図８】本発明の他の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２１】
図１に示す本実施形態の回転工具Ａは、先端に切削部１１を有する刃具１を、保持具であるホルダ２に着脱可能に取り付けて構成される。
【００２２】
具体的に説明すると、ホルダ２は、ノズル状の細径柱状部２１と、この細径柱状部２１の基端側より拡径する主柱状部２２と、この主柱状部２２よりも縮径した取付部２３とが連続した状態で一体成形されたもので、細径柱状部２１から主柱状部２２に至る部位の軸心位置に、図２に示すように刃具１を取り付けるための取付孔２ａが形成され、主柱状部２２から取付部２３に至る部位には前記取付孔２ａに連通するより広い中空部２ｂが形成されている。取付部２３の外周にはテーパ面２３ａが形成されており、マシニングセンタ等の主軸３に形成した同一傾斜角のテーパ面３１ａを有する取付孔３１に位置決め状態で着脱可能に嵌合させて取り付けられる。
【００２３】
刃具１は、先端側に切削部１１を有し、基端側が前記取付孔２ａに嵌合する軸部１２となっているもので、この軸部１２の径は取付孔２ａの内径に略対応している。この刃具１の前記ホルダ２への取り付けに際しては、ホルダ２を加熱して取付孔２ａを膨張させ、その状態で刃具１の軸部１２を差し込んで冷却することで収縮させて刃具１を取付孔２ａに嵌合させて取り付けるものである。これにより刃具１の軸部１２は、ノズル状の細径柱状部２１から拡径した主柱状部２２に亘って支持される。刃具１には、加工しようとする形状や被作物の材質等に応じて適宜の切削部１１を有するものが選定される。
【００２４】
このような構成において、本実施形態は、前記ホルダ２側に遠心翼４を形成している。
【００２５】
この遠心翼４は、前記細径柱状部２１と前記主柱状部２２の端面２２ａとの入隅部に設けられているもので、図２〜図４に示すように、主柱状部２２の外周に近い端面から細径柱状部２１の外周に向かって螺旋を描きながら漸次嵩高くなる主翼車４１が軸心回りに多数形成されている。隣接する主翼車４１，４１間には流路Ｌが形成され、その流路Ｌ内には更に、流路Ｌの外周から内周近くまでを分割する補助翼車４２が設けられている。補助翼車４２および主翼車４１の外周位置における翼形状はほぼ同一であり、補助翼車４２で分割された流路は、その奥で合流している。細径柱状部２１の外周面は先端２１ａから基端２１ｂに向かって緩やかに湾曲しながら拡径するコーン状をなしつつ、その外周面から前記主翼車４１へと滑らかな稜線が形成され、主翼車４１は細径柱状部２１の倒れモーメントを主柱状部２２の端面２２ａに支持させる補強リブとしての役割を果たしている。
【００２６】
この回転工具Ａが図３中矢印Ｘ方向に回転すると、図３および図５（ａ）に示すように翼車４１-４１間の流路Ｌ（翼車４１-４２間を含む）に軸心ｍを中心に内周から外周に向かう矢印Ｙのような空気の流動が起こり、回転軸ｍを中心に切削部１１の周辺に負圧が発生して、細径柱状部２１に沿ってほぼ軸心方向に吸い込んだ空気を主柱状部２２の端面２２ａ付近からほぼラジアル方向に排出する作用が生じる。このため、この回転工具Ａを図１等に示した主軸３に取り付けて使用すると、例えば図５（ａ）に示すような凸形形状の被削物Ｗ１から排出される切削粉が吸い揚げられて周辺雰囲気に放出され、刃具１の切削部１１が被作物Ｗ１に接触している部位は継続的に切削粉が除去されて被作面が露出した状態が維持されることになる。
【００２７】
これは、図５（ｂ）に示す凹欠形状の被作物Ｗ２に対しても同様で、遠心翼４の作用により溝や孔などの凹部Ｗ２０内に吸い揚げによる空気の流動が生じ、これに乗じて切削部１１で排出される切削粉が細径柱状部２１に沿って凹部Ｗ２０から吸い揚げられ、主柱状部２２の端面２２ａに沿って外周側に除去されることとなる。
【００２８】
以上のように、本実施形態の回転工具Ａは、先端に切削部１１を有する刃具１の基端側に、当該刃具１とともに回転し、先端側から基端側に空気を吸い揚げて円周方向に吐き出す遠心翼４を設けたので、刃具１の回転とともに周囲および周辺環境へ空気の流動性をもたらし、切削加工で排出される切削粉を加工と同時進行で吸い揚げて除去することができる。このため、切削粉の継続した除去が可能になる上に、脆弱な被削物Ｗに空気や切削液等の外的圧力を作用させることなく加工が行え、凹欠形状の形成時における切削粉の除去も適切に行えるという優れた効果を奏することができる。また、切削粉が無秩序に飛散することもないため、加工雰囲気を極力適正な状態に保ってメンテナンスの便等に資することができ、さらに、堆積切粉の除去に必要な吸引装置や空圧機器等々の周辺機器も簡略化できるので、この回転工具Ａが適用されるマシニングセンタ等の工作機、及び補器類の簡素化にも通ずるものとなる。
【００２９】
また、遠心翼４の流路Ｌを、孔等を穿設するのではなく、外周に露出させた状態で設けているので、加工が簡単であって、切削粉が流路に詰まるおそれもなく、平易に採用できて長期に亘り当該回転工具Ａを安定して使用し続けることができる。
【００３０】
特に、この実施形態では、刃具１の基端側がノズル状の細径柱状部２１を介して拡径した主柱状部２２に支持される構造であり、遠心翼４をその細径柱状部２１と主柱状部２２との入隅部にリブ状に設けているので、細径柱状部２１が図５（ｂ）に示すような凹欠形状を形成し易い先端の尖った形状であるにも拘わらず、遠心翼４を細径柱状部２１の靭性を高める補強として有効に活用することができる。
【００３１】
さらに、本実施形態では刃具１の基端側が保持具たるホルダ２に着脱可能に取り付けられる構造を採用し、遠心翼４をホルダ２側に設けて、刃具１側に遠心翼を設けることを不要にしているので、各刃具１の加工工程や構造が複雑化することを回避し、刃具１を取り替えても常に同様の作用効果を奏するような利用の形態が可能になる。すなわち、ホルダ２は、いわば切削粉吸引型工具ホルダという機能性を備えることになる。
【００３２】
なお、刃具や被削部に水やオイル等の切削液をミスト状態で供給するために、図６に示すように回転工具ＡをケースＣ内に配置した回転主軸３に取り付けるとともに、回転工具Ａの周囲をミスト雰囲気とするミスト発生手段Ｂを前記ケースＣ内に設けてマシニングセンタ等の工作機を構成することも有効である。
【００３３】
このようにすれば、刃具１の先端が負圧になることにより周囲および周辺環境へ空気の流動性をもたらし、回転時に周辺のミストを負圧領域に呼び込んでミストを吸い揚げながら切削を行うため、被削物Ｗや刃具１へのミスト吸着性の向上も促すことができる。しかも、周囲からノズル等でミストを供給する場合に比して、陰になる部分がないため、均一なミスト吸着を実現することができる。更に、ミストが吸い込まれるような気流を発生させるので、外部から噴霧する場合のようにミストが刃具１に届かない状態も起こり難く、ミストの噴出圧力の低減も果たすことができる。さらにまた、ミスト発生手段ＢはケースＣ内の適宜位置に配置すればよいため、スペースファクタや設計自由度も向上することになる。本実施形態においては、遠心翼４をホルダ２側に設けているので、このホルダ２は同時に、切削補助ミスト吸揚型工具ホルダという機能性を備え併せることになる。
【００３４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。
【００３５】
例えば、上記実施形態では刃具が取り付けられる取付部たるホルダに遠心翼を設けたが、刃具が極端に小さい場合には、刃具それ自体の基端側に一体的に遠心翼を設けることを妨げるものではない。
【００３６】
また、上記実施形態では、遠心翼を流路を露出させた状態で設けたが、切削粉の詰まり等が問題にならなければ、図７に示すように、ホルダ等の内部に縦孔１０４ａと横孔１０４ｂを穿孔することによって遠心翼１０４を形成し、縦孔１０４ａから横孔１０４ｂに抜けるような吸揚作用を形成して、刃具１０１の周囲に負圧を発生させるように構成することもできる。
【００３７】
さらに、上記実施形態では翼車が螺旋形状に設けてあったが、図８に示すように、ラジアル方向に直線状に延びる翼車２４１によって遠心翼２０４を形成することもできる。このような翼車形状は正逆両回転に対応できる点で有効である。但し、回転工具の回転数をあまり高く設定できない場合には、上記のような螺旋形状の翼車の方が圧縮率が高いためより優れた吸揚効果を奏する点で有利である。
【００３８】
さらにまた、上記実施形態では、遠心翼がリブ状に設けてあったが、外周に溝を掘ることによって遠心翼を形成することも勿論可能である。
【００３９】
その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１…刃具
２…保持具（ホルダ）
３…回転主軸
４…遠心翼
２１…細径柱状部
２２…主柱状部
Ａ…回転工具
Ｂ…ミスト発生手段
Ｃ…ケース
Ｌ…流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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